Aktualności ze świata fizyki i astronomii

 

Spis treści

Nagroda Nobla za odkrycie gigantycznego magnetooporu

Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki za rok 2007 została przyznana za odkrycie bardzo interesującego zjawiska fizycznego. Chodzi o tzw. gigantyczny magnetoopór. Efekt ten tłumaczony jest w oparciu o kwantowy model przewodnictwa prądu elektrycznego w metalach i odwołuje się do faktu, że elektrony posiadają spin. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu urządzenia, można spowodować, że ustawienie spinu elektronów będzie decydowało o oporze  w określonym obszarze przewodnika. Zjawisko jest „uruchamiane” za pomocą pola magnetycznego, a to oznacza, że właśnie tym polem można bardzo wydajnie sterować oporem elektrycznym przewodnika. Sam mechanizm jest bardzo czuły (stąd przymiotnik „gigantyczny”) i dlatego oparta na nim technologia pozwala na stworzenie bardzo użytecznych narzędzi do wykrywania niewielkich pól magnetycznych.

Zastosowania gigantycznego magnetooporu pojawiły się bardzo szybko po jego odkryciu. Pierwszym obszarem w którym pojawiły się wielkie związane z nim korzyści jest produkcja dysków twardych do komputerów. Dzięki ogromnej czułości (a jednocześnie bardzo niewielkim rozmiarom) elementów z gigantycznym magnetooporem możliwy był wielki skok w upakowaniu danych na powierzchni dysku. Teraz już bardzo niewielkie pola magnetyczne są skutecznie wykrywane, a to oznacza, że pola te mogą pochodzić od bardzo małych obszarów namagnesowanych. W rezultacie na tej samej powierzchni dysku twardego można zapisać znacznie więcej danych.

Efekt końcowy – pojemności pamięci masowych w ostatnim czasie osiągnęły wartości setek gigabajtów na jednym talerzu.

Odkrywcy zjawiska gigantycznego magnetooporu to Francuz Albert Fert i Niemiec Peter Grünberg. Nagrodę Nobla za swoje dokonania otrzymali 9 października 2007 roku.


Dodano do serwisu 25 października 2007.

 

Efekt Casimira - czy to jeszcze fizyka, czy już magia?...

Czy próżnia to kompletna pustka, nic? Ale dlaczego takie "nic" trzeba przebywać w określonym czasie? Gdyby w próżni nie było żadnej struktury, to zupełnie nieodróżnialny byłby jeden jej punkt od innego. Fizyka kwantowa pozwala wyciągnąć na temat próżni dalej idące wnioski. Okazuje się, że nie ma tak naprawdę pustki zupełnie absolutnej. Nawet najbardziej pusty obszar wszechświata jest w rzeczywistości areną nieustannego tworzenia się i zanikania rozmaitych okruchów materii. Zjawisko to nosi miano kreacji - anihilacji materii. Co prawda czas życia tych drobin wyłaniających się z pustki jest niewyobrażalnie krótki, jednak określony. I nawet daje się wykryć siłę, która powstaje w wyniku tej aktywności próżni. Nazywana jest ona ona siłą Casimira.

Co ciekawe, mimo że istnienie tej siły zostało przewidziane już ponad pół wieku temu (właśnie przez holenderskiego fizyka o nazwisku Casimir), to dopiero niedawno udało się zaobserwować tę siłę w laboratorium. Problemem jest to, że owa siła jest bardzo mała i daje się zarejestrować dopiero dla obiektów mikroskopijnych, znajdujących się określonych warunkach.

Więcej na ten temat można się dowiedzieć klikając tu. Widać tam zdjęcie mikroskopijnego obiektu, który posłużył do zarejestrowania magicznej siły Casimira.

 

Ciemna materia, ciemna energia, a może prawo grawitacji Newtona do poprawki?...

Uczniowie w szkołach uczą się, że przyciąganiem grawitacyjnym ciał rządzi prawo Newtona (więcej na temat tego prawa można poczytać w Fizykonie). Jednak astronomowie stwierdzili, że w wymiarze galaktycznym, na dużych odległościach prawo to nie bardzo się sprawdza - tzn. rzeczywista siła przyciągania wychodzi większa niżby to wynikało z obserwacji widzialnych gwiazd. Różnica nie jest mała - wg niektórych oszacowań nawet 10 krotna. Dlatego przyjęto hipotezę, że w Galaktykach gdzieś musi być rozsiana ciemna (niewidoczna dla ziemskich obserwatoriów) materia. Miałyby to być albo specjalne, nie odkryte jeszcze cząstki materii, lub inne obiekty zgromadzone w przestrzeni międzygwiazdowej. Żeby było jednak jeszcze "ciekawiej", okazało się, że ciemna materia nie wyjaśnia wszystkich problemów z prawem grawitacji Newtona. Zachowanie się gwiazd i galaktyk sugeruje, że oprócz nadmiaru siły przyciągania grawitacyjnego objawia się również efekt dodatkowego grawitacyjnego rozpychania. "Winę" za to zjawisko zrzucono na (także niewykrywalną) "ciemną energię". 
Niedawno jednak grupa młodych teoretyków fizyków spróbowała spojrzeć na sprawę inaczej - zasugerowali oni, że nie ma żadnej ciemnej energii, tylko że po prostu prawo grawitacji Newtona jest przybliżone - tzn. dobrze działa dla odległości bliskich odległościom pobliskich gwiazd i planet, ale już zawodzi dla wymiarów porównywalnych z rozmiarami gromad gwiazd, galaktyk, czy skupisk galaktyk. Kto ma rację?.. 
Zobaczymy w przyszłości.

Źródła polskie:
http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,34148,3178280.html 
http://pl.wikipedia.org/wiki/Ciemna_materia 
http://pl.wikipedia.org/wiki/Ciemna_energia 
  Źródła angielskojęzyczne:
http://physicsweb.org/articles/news/10/2/4 
http://www.space.com/scienceastronomy/dark_energy_050228.html 
http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/cosmic_darknrg_020115-1.html   
http://www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_041018.html 
http://www.indiadaily.com/editorial/5211.asp 

Dodano do serwisu 25 lutego 2006
 

 

Superkondensator zamiast bateryjek?...

Jak donoszą naukowcy z laboratorium MIT (Massachusetts Institute of Technology) w dziedzinie magazynowania energii elektrycznej dokonano przełomowego odkrycia. Udało się zaprząc pole elektryczne do gromadzenia energii o wiele wydajniej, niż to realizowano do tej pory. Naukowcy, posługując się nanotechnologią (dzięki zastosowaniu węglowych nanorurek), zdołali zbudować baterie działające na zasadzie kondensatora, magazynujące energię elektryczną z wydajnością porównywalnych do baterii litowo - jonowych. Jednocześnie jednak, nowa technologia zapewnia dodatkowe korzyści - znacznie większą szybkość ładowania oraz odporność na temperaturę. 

Być może więc za kilka lat zaczniemy w swoich przenośnych odtwarzaczach używać superkondensatorów, które po kilkusekundowym naładowaniu się, będą nam zapewniały prąd na wiele godzin słuchania...

Michał Dyszyński dodano do serwisu 8 lutego 2006. 

Źródło: http://www.physorg.com/news10641.html 

Ile mamy planet w naszym układzie słonecznym?

To pytanie kiedyś wydawało się oczywiste. Za czasów Kopernika, Keplera, Newtona i Galileusza znano jedynie 5 planet. Próbowano nawet doszukiwać się jakichś szczególnych własności w "magicznej" i "planetarnej" liczbie 5. Później worek z planetami się wysypał i ostatecznie po latach stanęło na 9 planetach. Ale ostatnio...

Ostatnio właściwie to już nie wiadomo ile mamy planet. Bo odkryto ciało niebieskie obiegające Słońce poza orbitą Plutona. Co ciekawe ów kandydat na 10 planetę jest większy od Plutona, a do tego ma swój księżyc. Ma też już swoją nazwę - to Xena. 
Ale czy na pewno to planeta?
Wg niektórych obiekt tego rodzaju nie zasługuje na "zaszczytne" miano planety, bo jest mniejszy od wielu dużych księżyców planet położonych bliżej Słońca (także ziemskiego księżyca) - ma średnicę mniejszą niż 3000 km (podczas gdy ziemski Księżyc ma średnicę 3475 km). W takim razie jest to może nie planeta, tylko planetoida?...
No tak, ale w takim razie, jeśli Xena nie jest planetą, to tym bardziej nie jest nią Pluton. Ile więc mamy planet w Układzie Słonecznym?

Michał Dyszyński dodano do serwisu 7 lutego 2006. 

Źródła: 
Po polsku - Gazeta wyborcza - http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,34148,3142353.html 
Po angielsku:
http://www.gps.caltech.edu/~mbrown/planetlila/ 
http://www.newscientistspace.com/article.ns?id=dn8665 
http://www.theregister.co.uk/2005/08/01/xena_planet_or_rock